Розглянуто метод побудови графіків теплового навантаження систем теплопостачання з підземними сезонними акумуляторами теплоти та визначено теплове навантаження об'єкту у разі використання декількох джерел енергії, наведено можливіть розрахувати потужність і кількість теплоти, яка генерується кожним джерелом енергії окремо. Удосконалено інженерний метод розрахунків основних технічних параметрів сезонного підземного акумулятора теплоти у водоносному горизонті, дозволено виконувати обчислення зміни у часі втрат тиску на циркуляцію проміжного теплоносія за різних дебітах діючих свердловин. Наведено результати й аналіз експериментальних досліджень впливу пористості та вологості на теплофізичні властивості (теплопровідність, температуропровідність, теплоємність) грунтів, розповсюджених на території м. Пирятин. Визначено умови, за яких створення й експлуатація автономних систем теплопостачання з сезонними підземними акумуляторами теплоти є економічно доцільним.

  Скачати повний текст

Досліджено багатокритеріальний підхід у розробці моделей термодинамічної та фазової поведінки природних робочих тіл - перспективного середовища для створення екологічно безпечних технологій знищення органічних забруднень, надкритичної екстракції, заміни озоноруйнуючих речовин у холодильній техніці. Встановлено, що нейронні мережі є потужним інструментом для узагальнення великої кількості несистематизованих даних про підгінні параметри моделей, що істотно використовують експериментальну інформацію і які не можна теоретично оцінити. З'ясовано, що використання надійно визначених критичних параметрів робочих тіл у сполученні з термодинамічно строгими критеріями азеотропії та нейронними мережами, що генерують емпіричні дані про параметри перехресної взаємодії, дозволяє апріорно прогнозувати появу азеотропії у бінарних сумішах холодоагентів. Зазначено, що основні результати дослідження, які прогнозують термодинамічну та фазову поведінку в системах надкритична вода - органічний забруднювач, надкритичний двоокис вуглецю - біологічні молекули мають практичне значення для проектування теплотехнічного обладнання для нових екологічно безпечних технологій.

  Скачати повний текст

Висвітлено розробку науково-обгрунтованої методики розрахунку тепловідведення заглибного пластинчастого теплообмінного апарата (ЗПТОА) в нерухому заборотну воду, що забезпечує створення теплогідродинамічно вдосконалених ЗПТОА замкнених систем охолодження (ЗСО) енергетичних установок (ЕУ) суден і морських споруд. Зазначено, що широке впровадження таких систем стримується відсутністю одержаних у результаті спеціальних досліджень залежностей і як наслідок методик, що забезпечують необхідну точність розрахунку тепловідведення в ЗПТОА та максимального рівня досконалості. У результаті проведених візуальних і теплотехнічних досліджень на великомасштабних моделях ЗПТОА виявлено особливотсі перебігу процесів і визначено необхідні для виконання розрахунку тепловідведення рівняння подоби, що враховують в широкому діапазоні можливу зміну параметрів апарата й умови експлуатації. На цій підставі проаналізовано ефективність ППТОА ЗСО ЕУ та визначено оптимальні параметри апарата, що забезпечують його вдосконалення.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель процесів утилізації теплоти, яка враховує енергетичні втрати через низьку інтенсивність теплопередачі на завершальній стадії трансформації теплоти з фазовим переходом низькокиплячого робочого тіла (НРТ), дозволяє скоротити енергетичні втрати. Наведено способи організації процесів трансформації теплоти: неповне випаровування НРТ, рециркуляція НРТ в охолоджувачі повітря, ежектування сухої насиченої пари НРТ, які забезпечують скорочення енергетичних втрат на 20 - 30 %. Визначено раціональні параметри процесів утилізації теплоти випускних газів суднових малообертових дизелів з охолодженням повітря на вході, що забезпечують зниження температури повітря на 20 - 25 °С і питомої витрати палива на 2,5 - 3,0г/(кВт/год).

  Скачати повний текст

Досліджено властивості розплаву, що утворюється у процесі обпалу обкотишів. Установлено вплив на міцність обкотишів магнезійного та глиноземного модулів. Удосконалено динамічну математичну модель шарового обпалу залізорудних обкотишів на конвеєрній машині, яка базується на описі реальних фізико-хімічних і теплових механізмів, залучених в процес обпалу обкотишів. На підставі результатів проведених досліджень обгрунтовано межову витрату твердого палива в шихту для виробництва залізорудних обкотишів, що забезпечує збереження температурного режиму для досягнення необхідної міцності за рахунок створення умов щодо регенерації теплоти, яка не повинна перевищувати 1 % (за вуглецем). Установлено, що у разі витрати до 0,5 % (за вуглецем) досягається вирівнювання кінцевої міцності обкотишів за висотою шару. Розроблено тренажер, який дозволяє проводити комплексний розрахунок параметрів процесу обпалу обкотишів на конвеєрній машині.

  Скачати повний текст

Розроблено метод визначення форми профілю циліндричного відбивача, який дає змогу розподіляти відбиті від нього промені за наперед заданим законом. Одержано математичний опис профілю рефлектора залежно від заданих умов опромінення. Запропоновано метод визначення раціональної форми та розміщення синусоїдальних рефлекторів у теплотехнічній системі. Описано керуючу розподілом відбитих променів функцію, а також в аналітичному вигляді - профіль циліндричного рефлектора. Зроблено розрахунок і комп'ютерну реалізацію раціонального розміщення синусоїдальних відбивачів спільно з аналізом "рівномірності" розподілу енергії по поверхні теплоприймача.

  Скачати повний текст

Визначено фактичні характеристики газотурбінних двигунів та установок (ГТДУтаУ), а також його вузлів, за експлуатаційних умов на базі математичного моделювання. Розроблено різнорівневі математичні моделі турбовальних ГТД з регульованим і нерегульованим сопловими апаратами силової турбіни, з регенерацією та без регенерації теплоти. Проведено зіставлення одержаних математичних моделей ГТД з дослідними характеристиками та підтверджено їх адекватність. Запропоновано методики розрахунку необхідних газодинамічних параметрів ГПА за неповними вимірюваннями у разі використання існуючих штатних систем контролю ГПА. Удосконалено апроксимаційні характеристики осьових і відцентрових компресорів. Обгрунтовано вбір системи координат для подання характеристик ГТД і його вузлів, запропоновано їх перетворення, що суттєво спрощує процедури ідентифікації моделей. Наведено формули й алгоритми для визначення фактичної потужності ГТДтаУ за умов експлуатації та коефіцієнтів технічного стану ГПА, одержаних з використанням запропонованих математичних моделей.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу фізичних процесів, які відбуваються під час тепловологісної обробки повітря у запропонованих двоступеневих непрямих випарних повітроохолоджувачах (НВП) одержано аналітичні залежності для розрахунку кінцевих параметрів повітря даних НВП, а також нові дані щодо оптимальних режимів роботи НВП за умов зниженого тиску повітря. Досліджено сумісну роботу НВП з осушувачами повітря, що діють на основі сорбентів, розроблених у ІТТФ НАНУ та виявлено характер впливу попереднього осушення повітря на холодопродуктивність НВП. Наведено ефективні схеми кондиціювання повітря з використанням НВП. Уперше розроблено теплотехнології підготовки вентилюючого повітря для гіпобаричного сховища сільськогосподарської продукції з використанням НВП. Запропоновано принципово нові способи одержання прісної води з вологого атмосферного повітря, що передбачають застосування НВП.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано та досліджено відновлення кулачкових муфт, які використовуються у сільськогосподарських машинах, комбайнах, тракторах та обладнанні тваринницьких ферм, методом електроконтактного приварювання присадного матеріалу з одночасним формоутворювальним осаджуванням. За даною технологією здійснено компенсацію зношеного шару за рахунок перерозподілу металу в заданому профілі кулачка, збережено первинні властивості на його робочій поверхні. Теоретично обгрунтовано цикл відновлення кулачкових муфт розробленим методом. Оцінено розподіл теплоти між електродами у момент проходження зварювального та підігрівального імпульсів струму. Отримано рівняння теплового балансу для різних стадій відновлення деталі, завдяки чому оцінено значення величин зварювального та підігрівального струмів. Для здійснення технологічного процесу проведено модернізацію діючого зварювального обладнання, розроблено комплект нових вимірювальних приладів для контролю параметрів відновлення та оперативного регулювання процесу обробки. Детально розглянуто оптимальну конструкцію осаджувального електрода з виїмкою визначеної ширини та глибини на торцевій поверхні залежно від типорозміру кулачкової муфти, запропоновано матеріал і конструкцію формувальної насадки на електрод. Встановлено, що зазначена технологія не впливає на зміни структури робочої поверхні кулачка. Після обробки розподіл хімічних елементів і фазовий склад деформованої поверхні не змінюються.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики вугілля та уточнено методи їх розрахунку за маркою, зольністю та вологою вугілля для забезпечення проектних вимог котлоагрегатів вугільних ТЕС. Обгрунтовано, що перехід на розрахунки за одержане вугілля за калорійністю гальмується недосконалістю існуючих методів її розрахунку, а причиною цього є неврахування розкладу мінеральної речовини вугілля в процесі його спалювання. Досліджено залежність теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки й елементного складу вугілля від зольності в широкому діапазоні її зміни, внеску органічної та мінеральної речовин до виходу летких речовин і вмісту сірки, складу продуктів термічного розкладу мінеральної речовини. Уточнено методи розрахунку калорійності, виходу летких речовин і вмісту сірки за зольністю. Розроблено положення нормативних документів з визначення класифікаційних показників, теплотехнічних характеристик вугілля та рекомендації з удосконалення обліку палива та планування техніко-економічних показників роботи ТЕС.

  Скачати повний текст

За результатами експериментальних досліджень визначено ефективні константи швидкості реакцій окиснення пероксикислотами диметиланіліну, піридину, диметилсульфоксиду, alpha-піколінової кислоти, нікотинової кислоти. Розраховано кореляційні взаємозалежності між константами швидкості органічних сполук й основними параметрами розчинників. Показано, що з використанням кореляційниї рівнянь можна прогнозувати вплив середовища у реакціях окиснення. З застосуванням квазі-хімічного методу АМ-1 здійснено розрахунок оптимальної геометричної структури та теплоти утворення вихідних речовин і продуктів реакції. Запропоновано механізм реакції окиснення азотовмісних ароматичних сполук пероксикислотами, вірогідність якого доведено результатами квантово-хімічних розрахунків. Показано можливість кількісного визначення сульфоксидів, морфоліну, піперидину, піперазину у різних органічних і водно-органічних середовищах. Досліджено реакції взаємодії кополімеру стирол-малеїновий ангідрид з пероксидекановою кислотою. За результатами модифікації одержано пероксидовмісні полімери, які можна застосовувати як поліініціатори.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності впливу режиму термоциклування на структуроформування дифузійного шару за умов хіміко-термічної обробки напиленого порошку заліза та спікання порошкових матеріалів. Аналітично встановлено взаємозв'язок формування товщини дифузійного шару з критичною концентрацією насичувального елементу, яка зумовлює фазове перетворення. З використанням характеристичних частот коливань атомів кристалічної гратки є можливим оцінювання енергії фазового переходу в системі з достатньою надійністю через приховану теплоту перетворення.

  Скачати повний текст

Шляхом комплексного математичного моделювання з послідовною експериментальною перевіркою одержаних результатів знайдено узагальнену залежність ефективності парокомпресійних холодильних маших (ХМ), теплових насосів (ТН) від ступеня термогідравлічної незворотності процесів в основних блоках і елементах трубної обв'язки за різних ступенів складності схемних рішень і використання різних холодоагентів. З використанням запропонованого нового ентропійного методу визначення теплопродуктивності ТН і холодопродуктивності ХМ за неізобарних фазових перетворень одержано узагальнене кореляційне співвідношення, яке відображає взаємозв'язки ступенів впливу практично всіх незалежних режимно-геометричних чинників, від яких залежить рівень термодинамічної ефективності ХМ і ТН. Запропоновано методику, яка дозволяє на стадії передпроектних конструкторських розробок проаналізувати вплив гідравлічного опору вздовж тракту циркуляції холодоагенту на значення холодильного коефіцієнта залежно від критерію структурної сладності схеми. Для різних холодоагентів одержано відповідне узагальнювальне кореляційне рівняння. На підставі результатів енергоаудиту експлуатації ХМ у складі сучасного підприємства харчової промисловості запропоновано перспективні схемні рішення для комбінованого виробництва холоду та тепла за рахунок переведення застарілого холодильного обладнання в режим роботи ТН з використанням теплоти конденсації працюючих ХМ. Для технологічних схем, у яких ХМ і ТН працюють у єдиному комплексі тепло- та холодопостачання, запропоновано методику визначення зони робочих температур конденсації та випаровування, у межах якої застосування ТН є економічно доцільним. Виконано випробування натурного промислового фрагмента холодильної станції, що дозволило встановити адекватність запропонованої розрахункової методики визначення впливу термогідравлічної незворотності процесів, яка з достатньою точністю може використовуватися під час розв'язання прямих та зворотніх задач проектування холодильної техніки.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему щодо скорочення питомої витрати природного газу під час виробництва вапна у шахтних протитокових печах. Розроблено та впроваджено режими випалу, а також часткової заміни природного газу доменним. Створено та реалізовано на ЕОМ математичну модель шахтної протитокової вапняно-випалювальної печі з центральним і периферійним підведенням природного газу. Модель передбачає врахування руху газів у щільному шарі кускового матеріалу, конвективне та дифузійне перенесення речовини, горіння палива, зовнішній і внутрішній теплообмін. На підставі результатів проведених експериментальних і розрахунково-теоретичних досліджень показано необхідність урахування турбулентної дифузії під час моделювання роботи шахтних протитокових вапняно-випалювальних печей, що забезпечує суттєве підвищення вірогідності кількісного та якісного опису фізичних процесів за умов випалу вапняку. Розв'язано задачу оптимізації режимних параметрів, а саме: розподілу палива, повітря та рециркуляту між центральною та периферійними пальниками, що забезпечує мінімальні витрати природного газу під час виробництва вапна. Розробено визначення теплотехнічних показників роботи вапняно-випалювальних печей (загальної витрати повітря, об'ємного виходу димових газів і диоксиду вуглецю в результаті дисоціації), що грунтується на результатах газового аналізу. Розроблено режими опалення шахтної протитокової вапняно-випалювальної печі сумішшю природного та доменного газів. Очікувана економія природного газу за цього становить близько 30 %.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано та досліджено комплекс геологічних критеріїв для Львівсько-Волинського басейну (ЛВБ), дотримання яких дає змогу здійснювати промислову розробку некондиційних вугільних пластів (н. в. п.) на базі технологій підземної газифікації вугілля (ПГВ). Нижня межа потужності вугільного пласта, технологічно придатного для ПГВ, - 0,2 м. Верхня - умовно прийнята 0,5 м через неможливість розробки шахтним способом. Побудовано 22 картосхеми розподілу потужностей н. в. п. Тяглівського родовища та проведено їх типізацію за наявністю ділянок заданої потужності. ПГВ-ділянка - частина неперервного вугільного пласта, локалізація ПГВ-ділянок здійснюється як регіональне та локальне виділення структурно-тектонічних блоків різного порядку. Пласти, у яких кількість води понад 1 кг на 1 кг вугілля газифікувати неможливо через ендотермічний ефект реакції. Ізоляція ПГВ-ділянки підтримується непроникними літологічними різновидами порід покрівлі та підошви. Доведено домінування аргілітів, алевролітів і вапняків у вміщуючих некондиційні пласти породах ЛВБ та досліджено закономірності розподілу основних літологічних різновидів покрівлі і підошви локалізованих ПГВ-ділянок башкирського ярусу поля шахти "Тяглівська N 1". За цього виявлено закономірності, а саме: відсутність у підошві ділянок н. в. п. вапняків і пісковиків, підошва ділянки здебільшого представлена одним, рідше - двома літологічними різновидами порід, а покрівля - двома, трьома та чотирма. З'ясовано, що температура плавлення мінеральних компонентів золи вугілля, а також порід покрівлі та підошви має бути більшою від температури синтезу, щоб запобігти закупорці прохідних каналів і огортанню вугілля. Досліджено хімічний склад окремих вугільних пластів ЛВБ щодо тугоплавкості. Якісними показниками вугілля, межові значення яких дозволяють здійснювати ПГВ, є: зольність (до 40 %), сірчистість (до 4,5 %), вихід летких компонентів (понад 20 %), аналітична вологість (частина загальної кількості води) і теплота згорання (понад 14,64 мДж/кг), у межах ЛВБ лише в поодиноких випадках сягають критичних значень.

  Скачати повний текст

Вперше одержано геометричне доведення припустимості розрахунків теплотехнічного устатування з циліндричними рефлекторами та приймачами тепла з використанням методів "пласкої задачі", що дозволило суттєво спростити методику розрахунку циліндричних відбивальних систем. Запропоновано новий ефективний метод розрахунків профілів рефлекторів фокусувальних систем, які забезпечують заданий розподіл теплоти на робочих поверхнях складної геометрії. Даний метод побудовано на базі аналізу геометеричної моделі поширення теплових процесів у робочій камері без урахування втрат частини енергії на поглинання середовищем. Проведено оцінювання впливу на форму рефлекторів втрат частини теплової енергії на випромінювання у навколишнє середовище, який виявився незначним, що дозволило не враховувати дані втрати та суттєво спростити задачу. Запропоновано новий експрес-метод визначення щільності розподілу теплового потоку на робочих поверхнях устаткування, що базується на фотографуванні та комп'ютерній обробці цифрових фотографій, експериментально підтверджено його ефективність.

  Скачати повний текст

Системно досліджено складний фізичний процес теплопередачі інфрачервоного (ІЧ) випромінювання, проаналізовано технологічні та геометричні особливості підсистем та елементів теплотехнічної системи для теплової обробки харчових продуктів, побудовано узагальнену модель процесу та виявлено взаємозв'язки між моделями її елементів. Уперше у прикладній геометрії як теоретичну базу для проектування та дослідження властивостей поверхонь рефлекторів запропоновано опис керуючої розподілом відбитих променів функції (РВП-функція), що є базою методу визначення профілю рефлектора для формування пучка відбитих теплових променів з заданими властивостями, а також доведено твердження та залежності, що розвивають теорію дослідження властивостей відбиваючих поверхонь. Розроблено експрес-метод визначення інтенсивності теплового потоку з використанням фотографування та комп'ютерної обробки плівки, який не потребує створення спеціального устаткування та проведення витратних натурних експериментів. Уперше для галузі харчових виробництв запропоновано спосіб розрахунку терморадіаційних установок з геометричним керуванням процесом теплопередачі випромінюванням. Створено геометричну модель, яка дає змогу розрахувати щільність теплового потоку випромінювання в ІЧ-установках з поглинаючим газовим середовищем з застосуванням закону Бугера для слаборозбіжного світлового пучка. Розроблено комплекс програм для моделювання перебігу процесу променевої теплопередачі у ІЧ-апаратах, що використовуваються у харчових виробництвах.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи підвищення рівня ендогенної пожежної безпеки вугільних шахт на підставі дослідження геомеханічних та аерологічних особливостей процесу формування пожежонебезпечних зон у виїмкових полях, модернізації існуючих і розробки нових способів ефективного запобігання ендогенним пожежам. Розглянуто геомеханічні, аерологічні та теплові процеси у вугленосному гірському масиві, що деформується під впливом гірничих робіт. Запропоновано технологію попередження самонагрівання та самозаймання вугілля у підземних гірничих виробках. Встановлено фізичну сутність впливу літологічної будівлі покрівлі розроблювального пласта на циклічність геомеханічних та аерологічних процесів у виробленому просторі. Вперше теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено прискорення самонагрівання розпушеного вугілля шляхом передачі термічно тонким вугільним часткам теплоти від газів, що нагріваються під впливом фізичних процесів в атмосфері гірничих виробок.

  Скачати повний текст

Одержано дані про закономірності докритичної та критичної двофазної течії у прямолінійних каналах і місцевих опорах теплотехнічних систем. Виявлено аналогічний характер впливу вмісту легкої фази у двофазному потоці на коефіцієнти місцевого опору та гідравлічного тертя. Досліджено та проаналізовано закономірності взаємного впливу місцевих опорів під час руху двофазного потоку. Установлено характер закономірності впливу геометричних особливостей каналу, структур потоків і ковзання фаз на пропускну спроможність дренажного каналу складної конфігурації (ДКСК). Розроблено математичну модель ДКСК на базі рівнянь збереження та залежностей для визначення критичних параметрів каналу з урахуванням конфігурації ДКСК, структури потоку, дисипації енергії, неадіабатності процесу та недогріву рідини до температури насичення на вході у канал.

  Скачати повний текст

Вивчено гідродинаміку і теплообмін потоку рідини в плоских щілинних і концентричних кільцевих мікроканалах за ламінарного режиму течії. Розглянуто ізотермічну течію рідини в мікроканалах з гідравлічно гладкими і шорсткими поверхнями на основі методів теплофізичного і натурного моделювання. Проведено натурне дослідження гідродинаміки перегрітого потоку рідини в гідравлічно гладких мікроканалах. Проаналізовано одно- та двосторонній теплообмін за вимушеного ламінарного руху рідини. Розроблено розрахункові методики і зразки нового високоефективного теплотехнічного обладнання.

  Скачати повний текст